Многоканальный автоматический оптимизатор

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 260478 (21) 2608778/18-24с присоединением заявки Ио, Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт проблем управления(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР Изобретение относится к автомати-ззации управления, в частности к экстремальному управлению,Известны многоканальные автоматические оптимизаторы, позволяющие находить экстремальное значение функциимногих переменных (1), Однако дляустойчивой работы этих устройств,при оптимизации инерционного объектас запаздыванием, необходимо снижениечастот пробпых воздействий, что приводит к увеличению времени поиска иамплитуды колебаний в экстремуме. Йаиболее близким техническим решением к предлагаемому является мно-. гоканальный автоматический оптимизатор с упреждением знака реакции на пробные воздействия, содержащий в 2 О каждом канале последовательно соединенные одновибратор, переключатель, релаксационный генератор, триггер и исполнительное устройство, выход которого через объект управления соединен со входом дифференциатора, а вход триггера соединен с первым входом одновибратора (2).Недостаток оптимизатора - низкая точность и малое быстродействие. 30 Целью предполагаемого изобретенияявляется повышение быстродействия иточности работы системы при оптимизации нестационарных инерционных объектов с запаздыванием,Поставленная цель достигается тем,что оптимиэатор содержит в каждом канале инвертор и последовательно соединенные полосовой фильтр, сигнумреле и импульсный элемЕнт выход кото-,рого соединен со вторым входом одновиб,ратора, а выход полосового фильтра соединен со вторым входом переключателяи через инвертор - с третьим входомпереключателя, выход дифференциаторасоединен со входами полосовых фильтров каждого канала.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2временные диаграммы работытУстройство (фиг. 1) содержит ( дифференциатор 1 и и однотипных (по числунезависимых т 1 еременных) каналов, каждый иэ которых содержит полосовойфильтр 2, инвертор 3, переключатель 4,элемент адаптации 5, состоящий иэ сигнум-реле б и импульсного элемента 7,одновибратор 8, управляемый релаксационный генератор 9, триггер 10 с счет"ным входом и исполнительное устройство 11 объект управления 12.В каждом канале оптимизатора выходполосового Фильтра 2 соединен с входом инвертора 3 и одним входом переключателя 4, а выход инвертора 3 соединен с другим входом переключателя 4. Выход долосового Фильтра 2 также соединен с входом элемента адаптации 5.Выход элемента адаптации 5, состоящего из последовательно соединенных сигиум-реле 6 и импульсного элемента 7, соединен с запускающим входом одновибратора 8, выход которого соединен с управляющим входом переключателя 4, а выход переключателя 4 соединен с входом управляемого ре лаксационного генератора 9, выход которого соединен с возвращающим входом одновибратора 8 и входом триггера 10, Выход триггера 10 соединен с входом исполнительного устройства щ 11, выход которого подключен к соответствующему входу объекта. управления 12. Выход объекта управления 12 соединен с нходом диференциатора 1, выход которого соединен с входами по лосовых фильтрон всех каналов оптимизатора.Принцип действия предлагаемого устройства рассматривается на примере работы одного канала при управлении объектом, состоящим из последователь- ЗО но соединенных звена запаздывания и статическОго звена с модульной характеристикой. Полосовой фильтр на входе канала оптимизатора(Фиг,1) необходим в многоканальной системе, поэ- З 5 тому для понимания принципа действия одного канала полосовой фильтр исключают.Работа одного канала оптимизитораиллюстрируется временными диаграмма ми (фиг.2). Пусть в момент временина входе триггера 10; сигнал П;положительный, тогда х; на выходе исполнительного устройства 11) увеличивается, для случая исполнительного устройства интегрирующего типа. Сигнал О на выходе объекта 12 увеличивается лишь через время запаздывания,поэтому на выходе дифференциатора1 появляется сигнал в через времяоДФНа вход управляемого генератора9; , состоящего из интегратора с пороговым элементом, подается сигнал 0 в;+ + "огде Оо - постоянная величина,При достижении сигналом 3; иа выходе интегратора величины порога срабатывается )О пороговогб элемента,генератор 9; срабатывает и изменяетсостояния триггера 10 и одноВибра"тора 8; . Одновибратор изменяет состояние переключателя 4(, т.е, подключает на вход генератора 91 входнойсигнал через инвертор 3; . После из.менения состояния триггера в момент11 проиэводнаяизменит свой знаклишь в моментчерез время запаэ4 Вйбй =:-:; .,дывания 7 , но с моментасигналП на вход генератора 9; поступаетчерез иннертор 3; т.е. с измененнымзнаком, который будет на выходе дифФеренциатора 1 лишь через время.7 .В момент С сигнал - на выходе диффе-дОд 1ренциатора изменяет знак н результатечего элемент адаптации 5 возвращащает одновибратор 8 в исходное сос -тояние и сигнал на вход генератора подается минуя инвертор 3 ( . Такимобразом, на каждом полупериоде проб.ного воздействия осуществляется упреждение знака реакции на нпемя запаздыванияПри изменении времени запаздываниялизменяется и интервал упреждения,т,е, Фаза сигнала Бьх всегда соответствует фазе сигнала У; независимо отсдвига Фазы сигнала в объкте управления (фиг.2 соответственно моментыи 1 Я.ледует также отметить, что применение одновибратора 8( для управления переключателем 4 приводит кповышению надежности нсей системы.В случае потери импульса на нознратодновибратора, а соответственно ипереключателя 4 н исходное положение, при времени выдержки однонибратора, равному нескольким полупериодам пробных воздействий, одновибратор сам возвращается в исходноеположение, т,е. в зависимости от времени выдержки однонибратора при потере импульса канал не полностью работоспособен только в течение нескольких полупериодон пробных воздеЙствий.При управлении объектом, линейнаячасть которого состоит из двух последовательно соединенных инерционныхзвеньев, изменение знака пробноговоздействия на входе объекта повлечет изменение знака реакции на этопробное воздействие лишь через время, определяемое динамическими параметрами объекта. Этот момент сотнетстнует моменту изменения знака первой производной ныходной величиныобъекта, причем при стационарных параметрах объекта время с момента изменения производной выходной величины объекта различный.В предлагаемомавтоматическом оптимизаторе и осуществляется упреждение знака реакциис момента изменения состояния триггера до момента перехода через нульпервой производной составляющей выходного сигала объекта, имеющей частоту пробных воздействий этого жеканала, Выделение этой составляющейиз выходного сигнала дифференциатора1 осуществляется полосонымифильтрами 21 , 2;" 2,Многоканальный автоматический оптимизатор состоит из параллельно и,аналогично работающих каналов, независимость работы которых обеспечй-вается полосовыми фильтрами 2, 2, 2,Особенностью настройки оптимизатора является необходимость разнесения частот пробных воздействий в каналах р настройка полосовых фильтров в соответствии с этими частотами.В предлагаемом оптимизаторе осуществляется упреждение знака реакции с учетом динамических свойств объекта, поэтому при управлении объектом с не- стационарными параметрами можно повысить частоты пробных воздействий и . как известно,тем самым повысить быстродействие и точность работы оптими-затора. Наличие полосовых Фильтров позволяет уменьшить взаимное влияние каналов, что также обеспечивает повы шенйе быстродействия многоканального оптимизатора по сравнению с известным техническим решением. формула изобретения 20Многоканальный автоматический оптимизатор, содержащий в каждом канале последовательно соединенные одновибратор, преключатель, релаксационный генератор, триггер и исполнительн 6 еустройство, выход которого черезобъект управления соединен со входомйифференциатора, а вход триггера соединен с первым входом одновибратора,о т л и ч а ющ и й с я тем, что, сцелью "повышения точности и быстродействия оптимизатора, он содержитв каждом канале инвертор и последова=тельно соединенйыеполосовой фильтр,сигнум-реле и импульсный элемент, выход которого соединен со вторым входом одновибратора, а выход полосово"го фильтра соединен со вторым входомпереключателя и через инверторс третьим входом переключателя, выход дифференциатора соединен со .входами полосовых фильтров каждого канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9404053, кл. С 05 В, 13/02 1,974,2,Авторское свидетельство СССРР 481879, кл. ( 05 В, 13/02, 1975746417 ию Редактор Зака 102/16 Тираж 956 Подписи ЦНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам йэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/